package sjg.DataStructures.queue;

import java.util.Scanner;

public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试
        System.out.println("使用环形数组模拟队列");
        // 创建一个队列, 队列的有效数据最大是3
        CircleArray arrayQueue = new CircleArray(4);
        char key = ' ';// 接受用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        // 输出一个菜单
        while (loop) {
            System.out.println("s(show): 显示队列");
            System.out.println("e(exit): 退出程序");
            System.out.println("a(add): 添加到队列尾部");
            System.out.println("g(get): 从队列取出数据");
            System.out.println("h(head): 从队列头取出数据");
            key = scanner.next().charAt(0); // 接收一个字符
            switch (key) {
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'e':// 退出
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数");
                    int input = scanner.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(input);
                    break;
                case 'g'://取出数据
                    try {
                        int res = arrayQueue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        // todo: handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':// 查看队列头的数据
                    try {
                        int res = arrayQueue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        // todo: handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出~~");
    }
}

class CircleArray {
    private int maxSize; //表示数组的最大容量
    // front 指向队列第一个元素  初始值=0
    private int front; // 队列头
    // rear 指向队列最后一个元素的后一个位置，因为希望空出一个空间作为约定  初始值=0
    private int rear; // 队列尾
    private int[] arr; // 存储数据，模拟队列


    // 创建队列的构造器
    public CircleArray(int arrMaxSize) {
        this.maxSize = arrMaxSize;
        this.arr = new int[maxSize];
    }

    // 判断队列是否满
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    // 判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }

    // 添加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        // 判断队列是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列已满，不能加入数据");
            return;
        }
        // 直接将数据加入
        arr[rear] = n;
        // 将rear后移，这里必须考虑取模
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    // 获取队列的数据，出队列
    public int getQueue() {
        if (isEmpty()) {
            // 通过抛出异常处理
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据。");
        }
        // 这里需要分析出front是指向队列的第一个元素
        // 1. 先把front 对应的值保留到一个临时变量表
        // 2. 将front后移，考虑取模
        // 3. 将临时变量返回
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;
    }

    // 显示队列所有数据
    public void showQueue() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空，没有数据");
            return;
        }
        // 从front开始遍历，遍历多少个元素？
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
        }
    }

    // 求出当前队列有效数据的个数
    public int size() {
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    // 显示队列的头数据，注意不是取出数据
    public int headQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，没有数据。");
        }
        return arr[front];
    }
}
